CN1168263C - 同时传输采集数据、低速图像和语音的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
利用2M的一个64K时隙提供独立的采集数据传输通道、低速图像和语音传输通道的方法和设备，通过异步串口接入采集数据、同步串口接入低速图像和语音压缩数据，由CPU控制协议处理模块对异步数据进行处理，将同步数据直接传输到子时隙复用模块与经协议处理的串口输入数据一起进行子时隙复用，将子时隙复用后的一个时隙通过时隙复用单元插入到PCM码流的指定时隙上，最后通过E1接口输出。利用本发明可有效解决基站监控中的传输资源较少问题，便于系统灵活组网和节约设备的运营费用。
Description
技术领域
本发明涉及远程监控技术，具体涉及可同时传输采集数据、低速图像和语音的方法和设备。
背景技术
在远程监控系统的传输过程中，采用2M线路进行传输时，现有方法采用的是每种信息占用一个64K时隙，例如，在传输图像、语音、采集数据时，通常采集数据占用一个时隙，而低速图像和语音占用一个时隙，这样就导致了所占用的传输资源较多，在传输资源比较缺乏时，这种缺陷就显得更加明显。也有采用将数据和图像和语音统一编码的方法在一个时隙中进行传输的，但是这样就要求在任何情况下都要有专门的图像编解码设备，这样组网方式不灵活，并且由于图像编解码设备的成本相对较高，导致了整个系统的成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是降低系统组网成本，解决远程监控系统在传输中所占用传输资源过多的问题，提高传输组网的灵活性。具体就是提供一种利用2M线路的一个64k时隙带宽提供独立的采集数据、低速图像和语音传输通道的方法和设备，从而最大限度地减少传输资源的占用，提高其组网灵活性，进而降低组网成本及运营成本。
本发明借鉴了专利公开号1198627A公开的子时隙复用的思想，通过在一个64K时隙通道上划分子时隙通道，给每种信息提供专门的通道，即在一个时隙内，给采集器采集数据分配一定带宽的通道，而将另外的带宽分配给低速图像和语音，通过此方法，可以将采集数据、低速图像和语音压缩到一个64K时隙上进行传送。
本发明的一个技术问题这样解决，构造一种在一个时隙上同时传输采集数据、低速图像和语音的方法，将一个64K时隙通道上划分为用于传输采集数据的第一子时隙通道和用于传输低速图像和语音的第二子时隙通道，其特征在于，包括以下步骤：
通过异步串口接入采集数据，
通过同步串口接入低速图像和语音压缩数据，
由CPU控制协议处理模块按一定协议对来自异步串口输入的数据进行处理，异步串口传输为120bps-38.4Kbps可变，但平均速率限制不大于16Kbps。
将同步串口输入的低速图像和语音压缩数据直接传输到子时隙复用模块与经协议处理的串口输入数据一起进行子时隙复用，将复用后的一个时隙通过时隙复用单元插入到PCM码流的指定时隙上，最后通过E1接口输出。
在按照本发明提供的方法中，通过异步串口接入的采集数据由数据采集器提供，所述异步串口通过异步串行数据的接收和发送实现与数据采集设备的对接，实现采集数据的上传和采集命令的下发。
在按照本发明提供的方法中，所述供低速图像语音压缩编码接入的同步串口以DCE方式工作，并给接入的图像语音设备提供均匀的48K时钟。
在按照本分明提供的方法中，所述一定协议为HDLC协议。
在按照本发明提供的方法中，所述CPU完成系统工作模式的设置、异步串口数据的接收、成帧处理和转发，以及对各功能模块的控制，所述协议处理模块在CPU的控制下，完成数据按协议进行打包和解包的功能，所述子时隙复用模块完成子时隙复用、解复用及插入、提取功能，所述E1接口完成将内部PCM码流转换为E1输出的功能。
本发明另一个技术问题这样解决，构造一种在一个时隙上同时传输采集数据、低速图像和语音的设备，包括接收来自采集器采集数据的异步串口单元、主E1接口单元、从E1接口单元、与所述主E1接口单元、所述从E1接口单元连接的用于子时隙复用、解复用及插入、提取的子时隙复用单元，所述子时隙复用单元还连接有可接收低速图像语音数据的同步串口单元、协议处理单元，还包括向所述子时隙复用单元提供控制信号的CPU单元，所述CPU单元与协议处理单元和所述异步串口单元连接。
在按照本发明提供的设备中，所述协议处理单元在CPU单元的控制下，将数据按协议进行打包和解包，所述E1接口单元将内部PCM码流转换为E1输出，所述CPU单元可完成系统工作模式的设置、异步串口数据的接收、成帧处理和转发，以及对各功能模块的控制。
在按照本发明提供的设备中，所述同步串口单元用于完成低速图像和语音的接入，低速图像和语音编码由接口器件进行电平转换后送到由复杂可编程器件CPLD构成的所述子时隙复用单元。
在按照本发明提供的设备中，所述异步串口单元包括接口器件以及连接在接口器件与所述CPU单元之间的异步串口接口芯片(ST16C2552)，其中接口器件对采集数据进行电平转换，所述异步串口接口芯片用于完成异步串行数据的接收。
在按照本发明提供的设备中，所述CPU单元采用型号为80C188的器件实现，该CPU将读入接收到的数据，按一定的帧长度传送到协议处理单元中进行数据的HDLC协议打包，并送到所述子时隙复用单元。
实施本发明提供的在一个时隙上同时传输采集数据、低速图像和语音的方法和设备，可有效解决基站监控中的传输资源较少问题，对于本地监控也有明显的运营优势。将本发明方法具体应用在监控系统的传输过程，可以仅通过一个64K时隙传输图像、语音和采集数据，每个时隙的租用费用大约6万元/年，从节约传输时隙的角度来说，将大大节约设备的运营费用。由于图像通道和数据通道分离，可以根据用户需要独立选择是否采用数据采集设备或图像设备，便于系统根据用户需求灵活组网。
附图说明
图1是按照本发明方法实现监控信息处理流程示意图；
图2是说明子时隙复用的时序图；
图3是本发明提供传输设备的一个实施例的示意性连接电路图。
图4是本发明提供传输设备的另一个实施例的示意性说明图。
具体实施方式
如图1所示，本发明通过异步串口6实现采集器采集数据的接入，通过同步串口4实现低速图像和语音压缩编码的接入。采集器采集数据通过异步串口6输入后，由CPU5控制协议处理模块7进行协议处理，以保证数据传输的完整性，通常采用的是HDLC协议。同步串口4输入的低速图像和语音压缩编码直接传输到子时隙复用模块3，与经过HDLC协议打包后的异步串口输入数据一起进行子时隙复用，复用后的一个时隙通过时隙复用单元插入到PCM码流的指定时隙上，通过E1接口1或2输出，从而实现在一个时隙中完成采集数据、低速图像和语音的传输。E1接口包括主E1和从E1接口，主E1和从E1接口是相对于时钟同步而言，主E1接口的时钟与上级时钟同步，从E1时钟与主E1时钟同步，以配合传输交换设备的时钟同步通常采用的主从同步法，即将一个时钟作为主时钟，其他的时钟同步于主时钟，从而实现全网同步。因此，在设计中，应保证主E1接口的时钟与上级时钟同步，保证从E1时钟与主E1时钟同步。
对图1中及本发明方法中提到的并可构成本发明设备的各个模块单元的功能说明如下：
同步串口4用于实现低速图像语音压缩编码的接入，此同步串口工作在DCE方式，由此设备给接入的图像语音设备提供时钟。对图像设备的控制命令也通过此口下发。
异步串口6用于实现异步串行数据的接收和发送，完成和采集设备的对接，实现采集数据的上传和采集命令的下发。
CPU5用于完成系统工作模式的设置、异步串口数据的接收、成帧处理和转发，以及对各功能模块的控制。
协议处理模块7在CPU5的控制下，完成数据按协议进行打包和解包的功能。
子时隙复用模块3完成子时隙复用、解复用及插入、提取功能。
E1接口1、2完成将内部PCM码流转换为E1输出的功能。
图2说明了本发明所采用的子时隙复用的时序，图中TSn为时隙号，n＝1-15，17-31，从上到下，第一行为CLK-2M主时钟信号；第二行为时隙占用标志信号；第三行为异步串口数据通道信号(第一子时隙信道)；第四行为同步串口数据通道信号(第二子时隙信道)；第五行为复用后的数据信号(第一和第二子时隙信道)，从图中可以看到，通过子时隙复用，使得异步串口数据通道信号和同步串口数据通道信号占用64K时隙中的第1-15、17-31时隙。
结合图3，说明本发明方法的电路实现。为完成在一个E1时隙上同时传输采集数据、低速图像和语音，在该电路中，同步串口4用于完成低速图像和语音的接入，低速图像和语音编码由接口器件7进行电平转换后，直接接到复杂可编程器件CPLD中，CPLD为复杂可编程逻辑器件，在实际应用中，可根据设计实现一定的逻辑功能，用以替代多个分离逻辑器件(如74系列的门电路等)。此处，该CPLD用于完成时隙复用逻辑、子时隙复用逻辑、同步串口逻辑及辅助控制逻辑等。同步串口的实现是通过CPLD内部的逻辑来完成的，其时钟的产生也是通过CPLD内部进行分频来完成的；异步串口7用于完成采集器采集数据的接入，采集数据通过接口器件进行电平转换后，送入到异步串口接口芯片ST16C2552中，由ST16C2552完成异步串行数据的接收，主CPU 80C188用于所有芯片的控制及内部数据处理功能的实现，将ST16C2552所接收到的数据读入，然后按一定的帧长度传送到SAB82525中(该SAB82525为高级串行通讯扩展控制器，用于在软件控制下实现HDLC协议数据的打包和收发)，由SAB82525完成数据的HDLC协议打包后，送入到CPLD中。同步串口4所送入的数据通过CPLD内部的逻辑压缩到一个时隙的一定带宽(第二子时隙信道)上，而通过设定SAB82525的内部寄存器可以将HDLC数据输出到此时隙的其余带宽(第一子时隙信道)上，通过CPLD内部逻辑，可以将这写数据复用到一个时隙上。再根据DS2154所输出的时隙标志(由内部寄存器设定)可以将此时隙插入到PCM码流的指定时隙上，然后再由DS2154将PCM码流转换为E1信号输出。下行的控制命令的传输为上述过程的逆过程。
本发明的上述方法和设备应用在一个基站监控系统中例如远端复用模块的数据通信模块中。
图4示出了本发明提供传输方法和设备的另一个实施例。如图所示，数据采集设备和图像编解码设备通过图3示出数据通信模块(数据通信模块)插入到2M传输线路的一个空闲时隙中，通过交换收敛后传输到中心，分别由数据集中处理设备和图像集中处理设备进行处理。
Claims (10)
1、一种在一个时隙上同时传输采集数据、低速图像和语音的方法，将一个64K时隙通道上划分为用于传输采集数据的第一子时隙信道和用于传输低速图像和语音的第二子时隙通道，其特征在于，包括以下步骤：
通过异步串口接入采集数据，
通过同步串口接入低速图像和语音压缩数据，
由CPU控制协议处理模块按一定协议对来自异步串口输入的数据进行处理，
将同步串口输入的低速图像和语音压缩数据直接传输到子时隙复用模块与经协议处理的串口输入数据一起进行子时隙复用，将复用后的一个时隙通过时隙复用单元插入到PCM码流的指定时隙上，最后通过E1接口输出。
2、根据权利要求1所述方法，其特征在于，通过异步串口接入的采集数据由数据采集器提供，所述异步串口通过异步串行数据的接收和发送实现与数据采集设备的对接，实现采集数据的上传和采集命令的下发。
3、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述接入低速图像语音压缩编码的同步串口以DCE方式工作，并给接入的图像语音设备提供时钟，对图像设备提供控制命令。
4、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述一定协议为HDLC协议。
5、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述CPU单元完成系统工作模式的设置、异步串口数据的接收、成帧处理和转发，以及对各功能模块的控制，所述协议处理模块在CPU的控制下，完成数据按协议进行打包和解包的功能，所述子时隙复用模块完成子时隙复用、解复用及插入、提取功能，所述E1接口完成将内部PCM码流转换为E1输出的功能。
6、一种在一个时隙上同时传输采集数据、低速图像和语音的设备，其特征在于，包括接收来自采集器采集数据的异步串口单元(6)、主E1接口单元(1)、从E1接口单元(2)、与所述主E1接口单元(1)、所述从E1接口单元(2)连接的用于子时隙复用、解复用及插入、提取的子时隙复用单元(3)，所述子时隙复用单元(3)还连接有可接收低速图像语音数据的同步串口单元(4)、协议处理单元(7)，还包括向所述子时隙复用单元(3)提供控制信号的CPU单元(5)，所述CPU单元(5)与协议处理单元(7)和所述异步串口单元(6)连接，所述CPU单元(5)用于系统工作模式的设置、异步串口数据的接收、成帧处理和转发以及对其它单元进行控制。
7、根据权利要求6所述设备，其特征在于，所述协议处理单元(7)包括用于在所述CPU单元(5)的控制下，将数据按协议进行打包和解包的装置，所述E1接口单元(1)和(2)包括将内部PCM码流转换为E1输出的装置。
8、根据权利要求6所述设备，其特征在于，所述同步串口单元(4)还包括对低速图像和语音压缩编码进行电平转换，并送到由复杂可编程器件CPLD构成的所述子时隙复用单元(3)的装置。
9、根据权利要求6所述设备，其特征在于，所述异步串口单元(6)包括接口器件以及连接在所述接口器件与所述CPU单元(5)之间的异步串口接口芯片，其中，所述接口器件对采集数据进行电平转换，所述异步串口接口芯片用于完成异步串行数据的接收。
10、根据权利要求6所述设备，其特征在于，所述CPU单元(5)采用型号为80C188的器件实现，该CPU将读入接收到的数据，按一定的帧长度传送到协议处理单元(7)中进行数据的HDLC协议打包，并送到所述子时隙复用单元(3)。
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